第三章 力 相互作用
第三章相互作用力知识梳理高一物理
第三章相互作用—力知识梳理第1节重力与弹力一、重力1.产生原因：由于地球的吸引。
2.重力大小：G = mg3.重力的方向：竖直向下4.重心的位置：(1)形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心；(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量分布有关；(3)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。
(4)悬挂法确定重心二、弹力1.弹力的产生条件：(1)相互接触（互相挤压拉伸或扭曲）；(2)发生弹性形变2.方向：(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面；(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
(3)杆的弹力方向不一定沿杆的方向。
3.胡克定律：（1）内容：弹簧发生弹性形变时，弹力大小F跟弹簧伸长（或缩短）长度x成正比。
（2）公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度。
（3）适用条件：在弹簧的弹性限度内。
第2节摩擦力一、滑动摩擦力1.产生条件：接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动。
2.滑动摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动方向相反。
3. 大小：(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比。
(2)公式：F f=μF N，μ是动摩擦因数，它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关；动摩擦因数无单位。
4.滑动摩擦力的作用效果：是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反。
二、静摩擦力1.产生条件：接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动趋势。
2.静摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势方向相反。
3.静摩擦力的大小(1)随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化；(2)跟物体间接触面的压力大小无关；(3)大小取值范围0<F≤F m；(4)最大静摩擦力大于滑动静摩擦力。
4.静摩擦力的作用效果：是阻碍物体间的相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动，所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反,还可能垂直。
高中物理必修一第三章 相互作用——力 共点力的平衡
有些题目中常出现“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。
动态平衡问题
例：如图所示，粗糙木板 AB 的 B 端用铰链固定在水平地面上，木板上放一质
量为 m 的物体。当木板以铰链为轴逆时针由水平转到竖直位置的过程中，物
体受到的摩擦力的大小（ ）
A．始终增大
C．先减小后增大
B．始终减小
D．先增大后减小
m
B
共点力
上述问题，我们可以将四种情况分成两类，一是共点力，二是平行力。丁
图可以很明显看出来是三个力作用于同一点，甲图三个力虽然不是作用于同一
点，但是三个力的延长线交于一点，所以也是共点力。
如果几个力共同作用于同一点上，或者虽然不作用在同一点上，但它们的
作用线交于一点，这样的一组力，叫作共点力。
平行力
把公式（1）（2）式代入（3）有
可求得
ℎ
=
h=μb=0.4×6m=2.4m
滑梯至少2.4m高，儿童才能从滑
• 按照顺序进行受力分析（并画示意图）
N
N
重力
f静
弹力
摩擦力
其他力
……
v
f动
G∥
G
• 结合研究对象的运动情况检验受力分析
• 正交分解，利用平衡条件列方程求解
连接体问题
例：如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为 m 的四块相同的砖，
用两个大小均为 F 的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，
第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为（
A．4 mg、2 mg
C．2 mg、mg
）
B．2 mg、0
D．4 mg、mg
高中物理必修一第三章 相互作用——力 力的合成和分解
行四边形定则。
C
B
A
（1）矢量：既有大小，也有方向，相加遵从平行四边形定则。
（2）标量：只有大小，没有方向，相加遵从算数运算法则。
力的合成
讨 论 ： 两个 分 力
图例
最大
F2
F1
F
F2
θ
大 小 不 变， 改 变
F
θ
F
θ＝0°
F＝F1＋F2
0°< θ < 90°
F1＋F2> F> 12 + 22
θ＝90°
F＝ 12 + 22
90°< θ < 180°
|F1－F2|<F< 12 + 22
θ＝180°
F＝|F1－F2|
F1
分 力 的 夹角 ， 合
F2
F
θ
力的变化。
F1
F
F2
θ
F1
最小
F2
F
F1
力的分解
力的分解也是遵从平行四边形定则的。
5. 要使得测量尽可能地精确，需要注意哪些实验操作细节？
演示实验
记录效果
记录方向
F1
F1
读数
读数
读数
F实际
F理论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
回顾实验
1. 如何保证用两个弹簧秤和一个弹簧秤拉动橡皮筋的力是等效的？
2. 弹簧秤、细绳、橡皮条是否必须与木板平行 ？
3. 两个分力的大小是用绳长表示吗？
4. 如何减小本实验的偶然误差？
叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相
第三章相互作用---力
点就叫做重心，故运用了等效替代的方法，故 B 正确，A、C、
D 错误．
(2)在图中，C 图中的接触面是光滑的，A、B 两球间一定有弹 力作用的是(都静止)( )
提示：选 B.判断 A、B 两球间有无弹力，要依据弹力产生的两 个条件：一是相互接触；二是发生弹性形变．四个选项中都满 足了接触这一条件，但是否发生了形变难以观察，这时可以利 用“假设法”来判断．在 A 图中，若拿去 A 球，则 B 球静止， 故 A、B 间没有挤压，即 A、B 间没有弹力；在 B 图中，若拿 去 A 球，则 B 球将向左运动，故 A、B 间存在相互挤压，即 A、 B 间存在弹力；在 C 图中，若拿去 A 球，则 B 球静止，故 A、 B 间没有挤压，即 A、B 间没有弹力；在 D 图中，A、B 间可能 有弹力，也可能无弹力，故选项 B 正确．
第三章 相互作用——力
第 1 节 重力与弹力
第三章 相互作用——力
学习目标 1.知道力的概念及矢量性，会作力的图示．(重点) 2．了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心 的概念．(难点) 3．知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性 形变． 4．知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在 弹力，并会判断弹力的方向．(重点) 5．掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．(难点) 6．探究弹力和弹簧伸长的定量关系.
(3)在地球上，由于物体受到地心引力的影响，都有向下运动的 趋势，这是我们都熟知的自然现象．可是在中国科技馆中，却 有这样一种物体，名叫双锥体，如图所示．将双锥体滚子移到 导轨较低的一端，再放开双手，锥体将会自动上滚．也就是说 双锥体可以在没有外力的作用下，由低向高运动，双锥体会爬 坡．我们看到的现象就是双锥体由低处向高处运动．试解释这 一现象．
第三章 相互作用--力
重力与弹力【教学目标】1．知识与技能目标（1）知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。
（2）知道重力的大小和方向。
会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。
（3）知道用悬绳挂着的静止物体、用水平支持物支持的静止物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。
（4）知道重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。
（5）知道什么是弹力，弹力产生的条件是什么。
（6）掌握胡克定律。
2．过程与方法目标（1）让学生自己动手，找不规则薄板的中心培养学生动手的能力。
（2）通过“重心”的概念，让学生知道等效替代是物理学研究的一种方法。
（3）通过观察和实验掌握胡克定律，培养一定的观察能力和初步的分析能力3．情感态度与价值观（1）通过本节内容的学习，初步认识科学对人类生活的影响，增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣．（2）通过探究活动和小组合作培养学生善于将自己的见解公开和与他人交流和合作的能力和合作精神。
【教学重难点】教学重点：1．重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。
2．弹力的产生条件和方向3．胡克定律教学难点：1．重心概念的理解。
2．弹力的产生条件和方向和掌握胡克定律的应用【教学过程】一、导入新课在生活中有许多司空见惯的现象，但这些现象都包含有一定的科学道理。
出示图片：苹果落地；滴水的衣服；思考讨论：苹果为什么会落向地面？衣服上的水为什么会向下？出示动画：弹簧的拉伸和压缩。
思考讨论：弹簧为什么能被拉伸和压缩呢？教师总结：这些现象都与我们今天要讲的重力、弹力有关。
二、讲授新课（一）重力1．由于地球的吸引而使物体受到的力，叫作重力，符号G。
2．单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。
3．重力的施力物体是地球，方向竖直向下。
出示图片：画出重力方向教师总结：重力的方向总是竖直向下的，不能说垂直向下。
4．物体受到的重力G与物体质量m的关系是：G＝mg（1）g是自由落体加速度。
高中物理必修第一册 第三章 相互作用——力
∯3.1 重力与弹力
∯3.2 摩擦力
∯3.3 牛顿第三定律
∯3.4 力的合成和分解
∯3.5 共点力的平衡
∯3.1 重力与弹力
一、重力
1.重力
由于地球的吸引而使物体受
到的力叫做重力
单位： 牛顿（牛）
=
N
∯3.1 重力与弹力
一、重力
2.重心
重心可以看做是重力的作用点
质量分布均匀的物体，重心
∯3.1 重力与弹力
二、弹力
发生形变的物体，要恢复原状，对它接触的
物体会产生力的作用，这种力叫做弹力
∯3.1 重力与弹力
三、胡克定律
物体在发生形变后，如果撤出作用力能够恢
复原状，这种形变叫做弹性形变
如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力
后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫
做弹性限度
∯3.1 重力与弹力
生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
=
没有单位
动摩擦因数
接触面的材料不同，粗糙程度不同，动摩擦因数也不同
f的方向与相对运动方向相反，N与接触面垂直
∯3.2 摩擦力
二、静摩擦力
两个相互接触的物体，当它们之间只有相对运动趋势，而没
有相对运动时，在接触面也上会产生一种阻碍相对运动的力，
就在其几何中心
∯3.1 重力与弹力
一、重力
3.力的示意图和力的图示
力的示意图
力的图示
∯3.1 重力与弹力
一、重力
3.力的示意图和力的图示
∯3.1 重力与弹力
二、弹力
物体在力的作用下形状或体积
会发生变化，这种变化叫做形变
∯3.1 重力与弹力
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结相互作用是物理学的基本概念之一，涵盖了多个学科领域，包括力学、电磁学、热学等。
在高中物理必修一的第三章中，我们学习了物体之间的相互作用及其相关概念和定律。
下面对这些知识点进行总结。
1. 相互作用的概念：物体之间会相互产生作用力，称为相互作用。
相互作用的基本特点是：有力的物体不断改变其位置和形状，轻盈的物体则很难改变其位置和形状。
2. 弹性力：当物体发生弹性变形时，物体内部会产生恢复变形的力，称为弹性力。
弹性力的大小是与变形量成正比的，并且方向与变形方向相反。
胡克定律描述了弹性力的关系：F = kx，其中F为弹性力，k为弹簧的劲度系数，x为变形量。
3. 弹簧的形变：弹簧的形变有两种情况，分别是拉伸形变和压缩形变。
拉伸形变是指弹簧在外力作用下在长度方向上增加，压缩形变是指弹簧在外力作用下在长度方向上缩短。
4. 弹簧系数：弹簧系数是一个描述弹簧性质的物理量，可以通过实验测得。
弹簧系数越大，弹簧的劲度越大，反之弹簧的劲度越小。
5. 重力：地球对物体的吸引力称为重力。
重力的大小与物体的质量成正比，与物体距离平方成反比。
重力的计算公式为：F = mg，其中F为重力，m为物体的质量，g为重力加速度。
6. 物体的重心：物体的重心是指物体在自由悬空状态下所处的平衡位置。
对称物体的重心通常位于物体对称轴上，不规则物体的重心通常位于物体形状对称的位置。
7. 压强：物体受到的力对单位面积的作用力称为压强。
压强的计算公式为：P = F/A，其中P为压强，F为受力大小，A为受力作用面积。
8. 压强的应用：应用压强的原理，我们可以解释一些现象和应用，如大海能够支撑船只、用小钉子穿墙等。
9. 连续介质的流动：流体力学是研究流体行为的学科，其中连续介质流动是其中的重要内容。
连续介质流动有两种基本形式，分别为层流和湍流。
10. 流体的压强：流体受到的压强是由其自身重力和外部施加的压力造成的。
流体的压强还与流体密度和流体的高度有关，按照势能变化原理，压强的计算公式为：P = ρgh，其中P为压强，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为流体所处高度。
第三章力相互作用
第三章 相互作用力的概念与常见的几种力【知识梳理】 一．力1．力的定义：力是物体与物体的相互作用。
2．力的分类：①性质力，如重力、弹力、摩擦力、万有引力、电场力、磁场力…，所以可以归并为四种力：万有引力、电磁作用、强相互作用、弱相互作用；② 效果力，由力的效果命名的力，如支持力、动力、向心力、回复力等等。
3．力的三要素：大小、方向、作用点。
二．常见的力1．重力：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
①大小：G = mg ；②方向：竖直向下；③作用点：作用点。
2．弹力：发生在形变物体之间，物体恢复形变的力。
①弹簧的弹力：胡克定律ΔF =k Δx ；②物体间的压力、支持力也是弹力，方向垂直于接触面或接触点的切面；绳的拉力也是弹力，总是沿绳背向受力物体。
3．摩擦力：分为动摩擦力与静摩擦力。
①动摩擦力：发生在相对滑动物体之间。
大小F = μF N ；方向与物体相对运动方向相反；②静摩擦力：发生在有相对滑动趋势物体之间。
大小在零与最大静摩擦之间；方向与物体相对运动趋势方向相反。
【典型例题】例1请在图2-1中画出杆和球所受的弹力.分析与解：（a ）杆在重力作用下对A 、B 两处都产生挤压作用，故A 、B两点处对杆都有图2-1弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图2-2（a ）所示.（b ）杆对C 、D 两处均有挤压作用，因C 处为曲面，所以弹力垂直其切面指向球心；D 处为支撑点，弹力垂直杆斜向上.如图2-2（b ）所示.（c ）球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图2-2（c ）所示.（d ）球与地面接触处，受地面的支持力，垂直地面向上，如图2-2（d ）所示；而与侧壁接触处，若撤去侧壁，球仍能静止，故无弹力.点评：弹力产生的前提之一就是接触，但不一定接触就有弹力.可以采用“撤物法”判别有无弹力.例2 如图为皮带传动装置,当机器正常运转时,关于主动轮上A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点,这四点的摩擦力的方向的描述,正确的是( ) A ．A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B ．B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C ．C 点受到的摩擦力沿顺时针方向D 点受到的摩擦力沿顺时针方向思考：若在水平皮带上轻放一个物体，试分析物体的受力和运动状况。
高一物理-第三章《相互作用》复习(人教版必修一)
如图，在一个V形槽中有一个重为G=100N的粗细均匀的圆柱体，槽两侧底角均为α=60°。圆柱体与槽之间的动摩擦因数μ=0.2，要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动，沿水平轴线方向的水平推力F多大？
通过受力分解可以知道，两边N的合力应等于G，
所以 N1*cos60°+N2*cos60°=G 所以 N1＝N2＝G/2cos60° F＝uN1+uN2=uG/cos60° F=40N
结论：过接触点垂直于平面指向受力物体
2、点与平面之间弹力方向
F1
F2
结论：过接触点垂直于平面指向受力物体
光滑斜面
A
B
FA
FB
3、曲面与曲面之间弹力方向
结论：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
半球形的碗
F
A
B
F
FB对A
F1
F2
半球形的碗
关于力的下述说法中正确的是（ ） A．力是物体对物体的作用 B．只有直接接触的物体间才有力的作用 C．力可以离开物体而独立存在 D．力的大小可以用天平测量
如右图所示，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化．
”
如图3-5-6所示，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C过程中，分析OA绳和OB绳所受的力大小如何变化?
A
关于弹力产生的原因，下列说法正确的是( ) A、木块放在桌面上受到向上的支持力，这是木块发生微小形变而产生的。 B、用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产生的。 C、绳对物体的拉力方向总是竖直向上。 D、挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的 。
高一物理力的相互作用
若三个物体都保持静止，则大小关系是（
C ）
木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置 缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一 端不动，如图所示，写出木板转动过程中摩擦力与 角α的关系式，并分析随着角α的增大、摩擦力怎样 变化.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(α<900) 起先铁块静止，受静摩擦力F静 =mgsinα，α增大，F静增大 而后当角α超过某一值时，铁块受滑动摩擦力作用， 由F滑＝μFN知，F滑＝μmgcosα增大，F滑减小
A逐渐减小 B逐渐增大
C先减小后增大
D先增大后减小
θ
②一个力保持不变；另二个力方向都发 生变化 需要运用相似三角形来解决
多力平衡(四个或四个以上的力)
应用正交分解法求解，即建立坐标系将各 Fx合 力在坐标系上正交分解后，建立平衡方程:
0
F 0 y 合
重G的物体放在一斜面上，与斜面的动摩擦因数 为u，在水平推力作用下，物体沿斜面匀速运动， 求F的大小？ F
关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下 列说法正确的是 CFG A．合力大小随着两力夹角的增大而增大 B．合力大小一定大于分力中最大者 C．两分力夹角小于180°时，合力随夹角的减 F1 F2 F F1 F2 小而增大 D．合力不能小于分力中最小者 E．合力F一定大于任一个分力 F．合力的大小可能等于F1也可能等于F2 G．合力有可能小于任一个分力
g随纬度的增大而增大,随高度的增加而减小.
基本相互作用
1、万有引力（重力） 2、电磁相互作用（弹力、摩擦力等） 3、强相互作用（核子之间） 4、弱相互作用（放射现象中）
力的命名
1、按力的性质命名（重力、弹力、摩擦力等） 2、按力的效果命名（动力、阻力、拉力、压力等）
人教版必修一 第三章：相互作用——简明实用笔记(知识要点)
第三章：相互作用一、力1.概念：力是物体间的相互作用力是物体对物体的作用，不能离开施力物体和受力物体而独立存在。
有力就一定有“施力”和“受力”两个物体，互为，二者缺一不可。
2.性质：①物质性：力不能脱离物体而独立存在，施力物体与受力物体同时存在②相互性：力的作用是相互的，力总是成对出现③同时性④瞬时性⑤矢量性:（合成和分解）遵循平行四边行定（不在于方向例I,Φ）⑥独立性：每个力各自独立地产生效果，好像其它力不存在一样。
用牛顿第二定律表示时，则有合力产生的加速度等于几个分力产生的加速度的矢量和。
（积累引起一些变化）⑦积累性:时间积累I=ΔP 空间积累W=ΔEK3.力的作用效果：①形变②改变运动状态（产生加速度）4.力的三要素：大小、方向、作用点（描述单位图示示意图）测量：测力计单位：N注：同一题中选同一标度5. 力的分类：（注：效果不同的力，性质可能相同；性质不同的力，效果可能相同）①按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力……②按效果分：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力、推力、浮力……③按作用方式分：场力（非接触力）、接触力。
④研究对象分：内力外力（方法：整体、隔离）注：按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用（距离增大强相互作用急剧减小作用范围只有约10－15m,超出就不存在了，存在于相邻的核子之间）和弱相互作用（强度只有强相互作用的10－12倍）。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
二重力1、产生：由于地球的吸引而产生的（严格的说不等于地球的吸引力）说明：①地球表面附近的物体都受到重力的作用.②重力的施力物体就是地球.注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。
由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。
第三章 相互作用 复习课件 (共72张PPT)
f=F
当物体 M 开始运动时的摩擦力叫
做最大静摩擦力（Fmax)。
0<fFmax
思考：拔河比赛取胜的诀窍是什么？ 摩擦力起到了什么样的作用？
拔河取胜之道：
（1）体重大 （2）鞋子底要粗糙些
……
现象思考：拔河比赛中为什么一旦 被拉动后便很难反败为胜？
滑动摩擦力小于最大静摩擦力
二、滑动摩擦力
A A
悬挂靠在一起 的两小球
AB
A
水平面上靠在一起 的两小球
思考：试分析图中细杆或小球A所受的弹 力，并确定其方向。
A 半球形的碗
A
（3）如图所示，用两根绳子分别把A、 B两个物体挂在天花板上，画出物体 B所受到的弹力．
A
B
悬挂靠在一起的两小球
四、胡克定律：
1、胡克定律内容：
在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大
④ 动摩擦因数：与接触面的材料和粗糙程度有关
力的合成与分解
考点1 力的合成
1.力的合成的方法
(1)作图法 根据两个分力的大小和方向，再利用平行四边 形定则作出对角线，根据表示分力的标度去度量该 对角线，对角线的长度就代表了合力的大小，对角 线与某一分力的夹角就可以代表合力的方向。 如图所示，F1=45 N，F2=60 N，F合=75 N，
（2）产生条件：
接触力
① 物体间相互接触
② 物体间发生弹性形变
（3）支持力和拉力都属于弹力。
练习1 关于弹力产生条件的说法中，正确的是 （D ）
A、物体间不相互接触，也能产生弹力。 B、只要两物体接触就一定会产生弹力。 C、只有弹簧才能产生弹力。 D、两个物体直接接触且互相挤压发生
形变时才会产生弹力。
高中物理必修一第三章：相互作用
1．力的本质(1)力的物质性：力是物体对物体的作用。
提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体，力不能离开物体而独立存在。
有力时物体不一定接触。
(2)力的相互性：力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。
作用力和反作用力总是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消。
(3)力的矢量性：力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直线上的两个方向，使矢量运算简化为代数运算；这时符号只表示力的方向，不代表力的大小。
(4)力作用的独立性：几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。
2．力的作用效果力对物体作用有两种效果：一是使物体发生形变_，二是改变物体的运动状态。
这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。
通过力的效果可检验力的存在。
3．力的三要素：大小、方向、作用点完整表述一个力时，三要素缺一不可。
当两个力 F1、F2的大小、方向均相同时，我们说F1=F2，但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。
力的大小可用弹簧秤测量，也可通过定理、定律计算，在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。
4．力的图示和力的示意图(1)力的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。
(2)力的示意图：不需画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。
5．力的分类(1)性质力：由力的性质命名的力。
如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力：由力的作用效果命名的力。
如：拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力：合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
6．重力(1)重力的产生：重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2)重力的大小：由G=mg计算，g为重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8米／秒2，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
第三章 相互作用--力 单元总结(2020-2021学年上学期高一物理(新教材人教版必修第一册)
第三章相互作用--力单元总结知识要点一：弹力和摩擦力的区别弹力摩擦力产生条件(1)相互接触(2)发生弹性形变(1)相互挤压(2)接触面粗糙(3)两物体有相对运动或相对运动趋势方向与物体发生弹性形变的方向相反：(1)支持力、压力的方向垂直于接触面(2)绳子拉力沿绳与相对运动或相对运动趋势的方向相反大小(1)弹簧弹力：胡克定律(2)发生微小形变物体的弹力：二力平衡(1)静摩擦力用二力平衡判断(2)滑动摩擦力：F＝μF N2.弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法．(2)结合物体运动状态判断．(3)效果法．知识要点如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态．则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平地面的摩擦力一定为零C．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零【答案】CD【解析】若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C 系统在水平方向不受其他外力作用处于平衡状态，则水平面对C的摩擦力为零，D项正确．(1)静摩擦力大小与压力大小无关，根据物体的状态进行判断.(2)无弹力，就无摩擦力；有弹力，未必有摩擦力；有摩擦力、必有弹力.知识要点二：摩擦力的大小和方向1.判断摩擦力方向应注意以下四点：(1)在判断摩擦力方向时，弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键．(2)相对运动(趋势)是指受力物体相对于所接触的物体的运动(趋势)，不一定是相对于地面的运动．(3)摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，不是与运动方向相反．(4)具体判断时，可灵活运用假设法、二力平衡法或反推法进行．2．摩擦力大小的计算方法(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力用公式F f＝μF N求解，静摩擦力的大小只能根据物体的运动状态和物体的受力情况来求解．如果物体处于静止状态，或做匀速直线运动时，可利用二力平衡条件求解静摩擦力．(3)计算静摩擦力时，还要注意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区别．(4)正压力相同时，最大静摩擦力比滑动摩擦力略大，如不加说明，可以认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，因此最大静摩擦力也可由公式F max＝μF N求得．如图所示，一个M＝2 kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0＝0.1 kg的小桶相连．已知M的最大静摩擦力F m＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g＝10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．(1)只挂m0，处于静止状态时；(2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时；(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时；(4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的沙子时．【答案】(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N【解析】(1)因为m0g＝1 N<F m，M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得F f1＝m0g＝1 N.(2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力F f2＝F f1＝m0g＝1 N.(3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N<F m，故M处于静止状态，所受静摩擦力F f3＝(m0＋m1)g＝4.3 N.(4)因为(m0＋m2)g＝6 N>F m，故物体M运动，受到滑动摩擦力作用，由公式知F f4＝μF N＝μMg＝4 N.(1)注意区分滑动摩擦力与静摩擦力，并要注意摩擦力的方向．(2)注意滑动摩擦力的计算公式F f＝μF N，特别需要注意对产生滑动摩擦力的两个物体之间的正压力F N的分析，不要草率地认为正压力F N的大小就是某个物体的重力大小．知识要点三：物体受力分析问题受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力图．物体运动状态的变化，是由它受力的情况决定的．对物体进行正确的受力分析，是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件．1．受力分析的步骤2．受力分析的方法——整体法和隔离法(1)整体法：以系统整体为研究对象进行受力分析的方法一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动．(2)隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况．3．受力分析时要注意的问题(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力．不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上．(2)如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析．(3)合力和分力不能重复地列为物体所受的力．因为合力与分力是等效替代关系．(4)受力分析一定要结合物体的运动状态，特别是物体处于临界状态的受力分析．如图所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是()A ．1B ．2C ．3D ．4【答案】A【解析】设斜面倾角为θ，小球质量为m ，假设轻弹簧P 对小球的拉力大小恰好等于mg ，则小球受二力平衡；假设轻弹簧Q 对小球的拉力等于mg sin θ，小球受到重力、弹簧Q 的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力平衡，即四力平衡；小球只受单个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态．在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在． 知识要点四：动态平衡问题的分析 1.对平衡状态的理解(1)两种平衡状态：共点力作用下的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态． (2)“静止”和“v ＝0”的区别与联系v ＝0⎩⎪⎨⎪⎧a ＝0时，是静止，是平衡状态a ≠0时，不是平衡状态总之，平衡状态是指a ＝0的状态． 2．动态平衡及其分析方法动态平衡是指物体的状态发生缓慢变化，可以认为任一时刻都处于平衡状态．分析此类问题时，常用方法有：(1)图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)长度的变化判断各个力的变化情况．(2)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变参量与自变参量的一般函数，然后根据自变参量的变化确定因变参量的变化．如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的弹力大小为F N1，木板对球的弹力大小为F N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中()A．F N1始终减小，F N2始终增大B．F N1始终减小，F N2始终减小C．F N1先增大后减小，F N2始终减小D．F N1先增大后减小，F N2先减小后增大【答案】B【解析】解法一：解析法如图甲所示，由平衡条件得F N1＝mgtan θ，F N2＝mgsin θ，随θ逐渐增大到90°，tan θ、sin θ都增大，F N1、F N2都逐渐减小，所以选项B正确．甲解法二：图解法对球受力分析，球受3个力，分别为重力G、墙对球的弹力F N1和板对球的弹力F N2.当板逐渐放至水平的过程中，球始终处于平衡状态，即F N1与F N2的合力F始终竖直向上，大小等于球的重力G，如图乙所示，由图可知F N1的方向不变，大小逐渐减小，F N2的方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项B正确．](2019-2020学年·湖南衡阳高一月考)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】如图所示两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的．假设绳子的长度为x，两竖直杆间的距离为L，则x cos θ＝L，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变；两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变，A正确，C错误；当杆向右移动后，根据x cos θ＝L，即L变大，绳长不变，所以θ角度减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B正确；绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D错误．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()A．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大【答案】D【解析】如图所示，先对小球进行受力分析，重力mg、支持力F N、拉力F T组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力F N方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力F T与水平方向的夹角β减小，当F T⊥F N 时，细绳的拉力F T最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力F N不断增大，F T先减小后增大，故选项D正确，A、B、C错误．光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力F N的变化情况(如图所示)．【答案】F减小F N不变【解析】如图所示，作出小球的受力示意图，注意弹力F N总与球面垂直，从图中可得到相似三角形．设球体半径为R，定滑轮到球面最高点的距离为h，定滑轮与小球间绳长为L，根据三角形相似得F L＝mgh＋R，F N R＝mg h＋R由以上两式得绳中的张力F＝mg Lh＋R球面的弹力F N＝mg Rh＋R由于在拉动过程中h、R不变，L变小，故F减小，F N不变．动态平衡问题的常见解题思路：适用于三力平衡问题(1)若已知一个力不变，另一个力F1方向不变大小变，则用三角形法(或图解法)处理问题，另一个力F2有最小值的条件为F1⊥F2.(2)若已知一个力不变，另一个力大小不变方向变，则用画图法处理问题．(3)若已知一个力不变，另一个力大小、方向都变，则采用相似三角形法处理问题．解决问题时，要寻找一个力的三角形和一个边的三角形，根据对应边比例相等求解．知识要点五：实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系一、实验原理和方法1．弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力大小相等．2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x ＝l－l0.3．图象法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象，根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系．二、实验器材铁架台、毫米刻度尺(米尺)、轻弹簧、钩码(一盒)、三角板、铅笔、坐标纸等．三、实验步骤1．按如图所示安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0.2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度，并记下钩码的重力．3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格．以F 表示弹力，l 表示弹簧的总长度，x ＝l －l 0表示弹簧的伸长量．四、数据处理1．以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x 为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线，如图所示．2．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F x 图线的斜率求解，k ＝ΔFΔx.3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义． 五、误差分析1．偶然误差：由于读数和作图不准产生的误差，为了减小偶然误差要尽量多测几组数据．2．系统误差：弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差，为减小系统误差，应使用较轻的弹簧． 六、注意事项1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．2．测量弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．3．描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．4．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在____________方向(选填“水平”或“竖直”)．(2)弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表所示：(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(选填“L0”或“L x”)．(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 N/kg)．【答案】(1)竖直(2)静止L3 1 mm(3)L x (4)4.910【解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向． (2)弹簧静止时，记录原长L 0；表中的数据L 3与其他数据有效数字位数不同，所以数据L 3不规范，标准数据应读至cm 位的后两位，最后一位应为估计值，精确至mm 位，所以刻度尺的最小分度为1 mm. (3)由题图知所挂砝码质量为0时，x 为0，所以x ＝L 1－L x . (4)由胡克定律F ＝k Δx 知，mg ＝k (L －L x )，即mg ＝kx ， 所以图线斜率即为劲度系数k ＝Δmg Δx ＝（60－10）×10－3×9.8（12－2）×10－2 N/m ＝4.9 N/m ， 同理砝码盘质量m ＝k （L x －L 0）g ＝4.9×（27.35－25.35）×10－29.8kg ＝0.01 kg ＝10 g.在“探究弹簧的弹力与伸长量之间关系”实验中，所用装置如图甲所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其伸长量通过刻度尺测得，某同学的实验数据列于表中：(1)以x 为横坐标、F 为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量之间的关系图线．(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________．(结果保留三位有效数字) 【答案】：(1)见解析图 (2)75.0 N/m 【解析】：(1)描点作图，如图．(2)根据图象，该直线为过原点的一条倾斜直线，即弹力与伸长量成正比，图象的斜率表示弹簧的劲度系数，k ＝ΔFΔx＝75.0 N/m.(1)F x 图象应是过原点的直线，直线的斜率等于弹簧的劲度系数．(2)F l 图象是不过原点的直线，其与横轴的截距等于弹簧的原长，斜率仍然等于弹簧的劲度系数． 知识要点六：实验：验证力的平行四边形定则 一、实验原理和方法1．合力F ′的确定：一个力F ′的作用效果与两个共点力F 1与F 2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点，则F ′为F 1和F 2的合力．2．合力理论值F 的确定：根据平行四边形定则作出F 1和F 2的合力F 的图示．3．平行四边形定则的验证：在实验误差允许的范围内，比较F ′和F 是否大小相等、方向相同． 二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔． 三、实验步骤1．仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．用图钉把橡皮条的一端固定在A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图所示．2．操作与记录(1)两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O(如图所示)．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数．(2)一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．(3)改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．四、数据处理1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F 的图示．2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤(2)中弹簧测力计的拉力F′的图示．3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．五、误差分析(1)读数误差：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．(2)作图误差．⊥结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确，造成作图误差．⊥两分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重复做两次实验，为保证个结点O位置不变(即保证合力不变)，则α变化范围不大，因而弹簧测力计示数变化不显著，读数误差较大，导致作图产生较大误差．⊥作图比例不恰当、不准确等造成作图误差．六、注意事项1．正确使用弹簧测力计(1)测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确，注意使用中不要超过其弹性限度．(2)实验时，弹簧测力计必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向．弹簧测力计的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦．(3)读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位．2．规范实验操作(1)位置不变：在同一次实验中，将橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．(2)角度合适：两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°为宜．(3)在不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些．(4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向．3．规范合理作图：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些.(2019-2020学年·城北校级一模)“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．(1)某次实验中，拉OC细绳的弹簧秤指针位置如甲图所示，其读数为________ N；乙图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)关于此实验，下列说法正确的是________．A．与橡皮筋连接的细绳必须等长B．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，应使两弹簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小C．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，结点位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要短一些【答案】：(1)2.60F′(2)C【解析】：(1)由图可知，甲图所示弹簧秤的最小分度为0.1 N，则读数为2.60 N；F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在，F和F′方向并不重合．(2)与橡皮筋连接的细绳是为了确定细绳拉力的方向，两绳的长度不一定相等，故A错误；用两只弹簧秤拉橡皮筋时，只要使两弹簧秤拉力的合力与一只弹簧秤拉力的效果相同就行，两弹簧秤的拉力不需要相等，故B错误；为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，故C正确；标记同一细绳方向的两点要长一些，这样引起的拉力方向的误差会小些，故D错误．．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力________．(2)本实验采用的主要科学方法是________．A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验中可减小误差的措施是________．A．两个分力F1、F2的大小要越大越好B．两个分力F1、F2间的夹角应越大越好C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行D．A、O间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些【答案】：(1)F(2)B(3)CD【解析】：(1)用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力的方向沿AO方向即F，而F′是F1、F2合力的理论值，与实际值间存在误差，所以不一定沿AO方向．(2)本实验利用了一个力作用的效果与两个力共同作用的效果相同即等效替代的科学方法．(3)在本实验中两个分力F1、F2的大小及两个分力F1、F2间夹角适当大些就好，不是越大越好，所以A、B 错误；作图时，是在白纸中作图，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出的图中的力的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，所以C正确；力大些，测量误差减小，所以D正确．(1)为使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同，每次实验必须保证结点位置保持不变.(2)利用平行四边形定则求得的合力与实际的合力往往不相同，但实际的合力一定沿橡皮筋伸长的方向.。
第三章相互作用
第三章相互作用1重力基本相互作用【要点导学】一、力1.概念：在物理学中，人们把改变物体的运动状态、产生的原因，即物体与物体之间的相互作用，称做力。
2.力的作用效果：改变物体的运动状态(即物体速度大小或方向发生改变)或使物体产生形变(物体体积或形状的改变).4.理解：(1)力的矢量性：力不但有大小，而且有方向，是矢量，力的方向不同.它的作用效果也不同.力的作用效果除与力的大小和方向相关外，还与力的作用点相关•例如用手推门，同样大小和方向的力，作用在门的不同部位所产生的效果一般是不同的.(2)力的物质性：力是物体对扬体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存有的，不分先后.在研究某物体吋，我们把它叫做受力物体，对它施加作用的物体叫做施力物体.不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体并不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体.有时是施力物体.(3)力的相互性：力的作用是相互的，即物体A对物体B施加力的作用的同时，必然同时受到B时A的作用力.对于A对B施加的作用力来说，A是庞力扬体，B是受力物体；而对于B施加于A的力来说，B是施力物体，A是受力物体.所以说，施力物体同时也一定是受力物体，力总是成对出现的.5.力的三要素：力的大小、方向、作用点叫力的三要素.二、力的图示1.力的图示(1)概念：要完整地表示一个力，必须同时指出力的大小、方向和作用点，在物理学中用一根有向线段来表示，用线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，用箭头(或箭尾)表示力的作用点，这种方法叫做力的图示法.(2)画力的图示的步骤：①选择合适的标度；②从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度；③在线段的末端加箭头麦示力的方向；④画同一物体受多个力的图示吋，表示各力的标度应统一.2.力的示意图：用一根带箭头的线段把一个力的方向和作用点表示出来，对力的大小不做严格要求.三、重力：1.槪念：因为地球的吸引而使物体受到的力叫重力.说明：①地球上的物体都受到重力作用.②重力是因为地球的吸引而产生的，但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力.③重力是非接触力，同一物体在运动与静止时所受莹力相等.④重力的施力物体是地球.2.重力的大小：G = mg3・重力的方向：重力的方向总是“竖直向下而不能说成''垂直向下"，也不能说成“指向地心"・4.重力的测董：重力的大小能够用测力计测量.4.重心：(1)概念：一个扬体的各部分都受到重力的作用，从效果上看。
第三章相互作用——力-第4节力的合成和分解
记下两个弹簧秤的拉力大小和方向，然后用一个弹簧
问题
1.两个力方向在同一直线上时，如何进行力的合成？
同向相加，反向相减
秤拉，仍然拉至O点，记下此时弹簧秤拉力的大小和
2.记下弹簧秤的拉力大小和方向时，需要注意什么？用力
方向。
的图示做出这两个力。
读数准确，力的方向即为弹簧秤所拉细绳的方向
应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力。
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第三章 相互作用——力
任务3：力的合成的计算
问题情境:如图所示
问题
1.如图1，两个力的大小为都为10N，夹角为120°，合力的
大小为多少？方向如何？
10N，方向在角平分线上
图1
2.如图2，两个力的大小分别为3N和4N，夹角为90°，合力
中一根绳子的力？
可以
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第三章 相互作用——力
例［多选］关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是（ AB）
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力
C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
D.F一定不随F1、F2的变化而变化
第三章 相互作用——力
当堂检测
1.［多选］两个共点力F1与F2，其合力为F，则（ BD ）
A.合力一定大于任一分力
B.合力有可能小于某一分力
C.分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大
D.当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，则合力一定减小
高中物理 必修第一册
第三章 相互作用——力
问题情境:如图．
人教版高中物理必修一 第三章相互作用知识点总结
一、力：1、力是物体对物体的作用，不能离开物体而存在。
2、力是改变物体运动的原因！二、重力：1、定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
注：重力不等于地球对物体的吸引力。
2、大小： G ＝mg 方向： 竖直向下3.重力加速度：g=9.8m/s2 ★规律：g 随高度增加而减小，随纬度增加而增大。
4.重力的作用点：重心。
规律：①重心不一定在物体上。
②区别重心与几何中心，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心。
③“悬挂法”确定薄板重心。
三、弹力：1.产生条件：①直接接触；②发生弹性形变2.方向：与物体发生形变的方向相反。
（垂直于接触面）3.面面接触，弹力垂直平面。
点面接触，弹力通过接触点而垂直平面。
点点接触，弹力垂直于公切面。
绳的拉力：方向沿绳指向绳收缩的方向。
弹簧的弹力: 沿着弹簧指向恢复形变的方向。
杆的弹力: 不一定沿杆的方向4、★弹力的有无判断方法：①假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．②状态法：根据物体的运动状态，利用共点力平衡条件判断弹力是否存在.四、★胡克定律（弹簧弹力：F=kx ）1.实验表明，在弹簧弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度△x 成正比，即F=k △x2.① △x: 弹簧的形变量 : △x=l -l 0（伸长状态：长度-原长；压缩状态：原长-长度） ；② k:劲度系数（单位：N/m ）注：k 只与弹簧自身有关，与F 、△x 无关；弹簧“软”、“硬”指 k 不同。
五、摩擦力：1、①摩擦力既可以是阻力也可以是动力② 摩擦力的方向可以与物体的运动方向成任意夹角2、摩擦力方向：与物体的相对运动或相对运动趋势相反。
（平行于接触面）3、静摩擦力：大小：被动力，由外界因素决定，（二力平衡算出）范围：max 0f f ≤≤ ，4、最大静摩擦力：f max =F f 动=μF N ：f max 与正压力成正比，正压力越大f max 也越大。
必修一第三章力的相互作用知识点总结
第三章 力的相互作用 第1讲 力 重力和弹力 摩擦力一、力：是物体对物体的作用（1） 施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的；力是相互的 （2） 力是矢量（什么叫矢量——满足平行四边形定则） （3） 力的大小、方向、作用点称为力的三要素 （4） 力的图示和示意图（5）力的分类：根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等；根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。
(提问：效果相同，性质一定相同吗？性质相同效果一定相同吗？大小方向相同的两个力效果一定相同吗？)（6） 力的效果：1、加速度或改变运动状态 2、形变（7） 力的拓展：1、改变运动状态的原因 2、产生加速度 3、牛顿第二定律 4、牛顿第三定律二、常见的三种力 1重力（1） 产生：由于地球的吸引而使物体受到的力，是万有引力的一个分力 （2） 方向：竖直向下或垂直于水平面向下 （3） 大小：G=mg ，可用弹簧秤测量两极 引力 = 重力 （向心力为零）赤道 引力 = 重力 + 向心力 （方向相同）由两极到赤道重力加速度减小，由地面到高空重力加速度减小（4） 作用点：重力作用点是重心，是物体各部分所受重力的合力的作用点。
重心的测量方法：均匀规则几何体的重心在其几何中心，薄片物体重心用悬挂法；重心不一定在物体上。
2、弹力（1）产生：发生弹性形变的物体恢复原状，对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。
（2）产生条件：两物体接触；有弹性形变。
（3）方向：弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况有：轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向；支持力或压力的方向垂直于接触面，指向被支撑或被压的物体；弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。
（4）大小：弹簧弹力大小F=kx （其它弹力由平衡条件或动力学规律求解）1、 K 是劲度系数，由弹簧本身的性质决定2、 X 是相对于原长的形变量3、 力与形变量成正比（5） 作用点：接触面或重心3、摩擦力（1）产生：相互接触的粗糙的物体之间有相对运动（或相对运动趋势）时，在接触面产生的阻碍相对运动（相对运动趋势）的力； （2）产生条件：接触面粗糙；有正压力；有相对运动（或相对运动趋势）； （3）摩擦力种类：静摩擦力和滑动摩擦力。
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第三章相互作用3.1 力的概念与常见的几种力【知识梳理】一．力1．力的定义：力是物体与物体的相互作用。
2．力的分类：①性质力，如重力、弹力、摩擦力、万有引力、电场力、磁场力…，所以可以归并为四种力：万有引力、电磁作用、强相互作用、弱相互作用；② 效果力，由力的效果命名的力，如支持力、动力、向心力、回复力等等。
3．力的三要素：大小、方向、作用点。
二．常见的力1．重力：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
①大小：G = mg；②方向：竖直向下；③作用点：作用点。
2．弹力：发生在形变物体之间，物体恢复形变的力。
①弹簧的弹力：胡克定律ΔF=kΔx；②物体间的压力、支持力也是弹力，方向垂直于接触面或接触点的切面；绳的拉力也是弹力，总是沿绳背向受力物体。
3．摩擦力：分为动摩擦力与静摩擦力。
①动摩擦力：发生在相对滑动物体之间。
大小F = μF N；方向与物体相对运动方向相反；②静摩擦力：发生在有相对滑动趋势物体之间。
大小在零与最大静摩擦之间；方向与物体相对运动趋势方向相反。
【典型例题】例1请在图2-1中画出杆和球所受的弹力.分析与解：（a）杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两点处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图2-2（a）所示.（b）杆对C、D两处均有挤压作用，因C处为曲面，所以弹力垂直其切面指向球心；D处为支撑点，弹力垂直杆斜向上.如图2-2（b）所示.（c）球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图2-2（c）所示.（d）球与地面接触处，受地面的支持力，垂直地面向上，如图2-2（d）所示；而与侧壁接触处，若撤去侧壁，球仍能静止，故无弹力.图2-1点评：弹力产生的前提之一就是接触，但不一定接触就有弹力.可以采用“撤物法”判别有无弹力.例2如图3.1-3为皮带传动装置,当机器正常运转时,关于主动轮上A点、与主动轮接触的皮带上的B点、与从动轮接触的皮带上的C点及从动轮上的D点,这四点的摩擦力的方向的描述,正确的是( )A．A点受到的摩擦力沿顺时针方向B．B点受到的摩擦力沿顺时针方向C．C点受到的摩擦力沿顺时针方向D点受到的摩擦力沿顺时针方向思考：若在水平皮带上轻放一个物体，试分析物体的受力和运动状况。
例3 用弹簧秤测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有图示的两种装置．（1）为了能够用弹簧秤读数表示滑动摩擦力，图示3.1-4装置的两种情况中，木块A 是否都一定都要作匀速运动？（2）若木块A做匀速运动，甲图中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力F a的大小？（3）若A、B的重力分别为100N和150N，甲图中当物体A被拉动时，弹簧秤的读数为60N，拉力F a = 110N，求A、B间的动摩擦因数μ．例3、（2005年省高考物理题11）某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验，他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下，（重力加速度g=9.8m/s2）砝码质量m/102g0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00标尺刻度x/10-2m15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50 （1）根据所测出的数据,在答题纸上作出弹簧指针所指标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线图2-2图3.1-3图3.1-4（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在 N围弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为 N/m命题意图：考查考生作图能力与对规律的适用围的理解能力。
解析：根据图表中的的有关数据，先在答题纸上找到相应点的位置并描出各个点，然后用平滑的曲线描绘出标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线。
再利用刚刚描出的曲线分析问题（2），得出根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在 0—4.9 N围弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为 25.0 N/m。
由于在挂砝码个数增多以后，弹力增大超出了弹性限度，胡克定律已不成立，因此本题中图线在后部份出现弯曲，这种情况在平时的练习中从未出现，而在平时其它实验训练中出现这种情况时往往是因为出现了粗大误差，这样的数据需要舍弃，这种训练的结果，导致考生在解答本题极易出现思维定势，把后面的2个数据点当成错误而删掉，进一步根据前面数据虚拟出后面的图线，忽视第二个问题中在什么围弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律这样的提示，当解决了第一个问题以后，对第二个问题中的第一小问觉得莫明其妙，束手无策，只能胡乱填写。
其实本题中后2个点恰恰能说明弹簧的弹性是有限度的，胡克定律是有适用围的。
另外，相互作用中的力的合成与力的分解所涉及到的的平行四边形定则虽然是物理学中的主干知识，但它一般不会在高考卷中单独命题，往往作为一个知识点在综合性试题中出现。
甚至以速度等其它矢量的合成与分解在高考试卷中出现。
【巩固练习】1．如图3.1-5所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 ( C ) A.11k g m B.12k g m C.21k g m D.22k gm2．对如图3.1-6所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ BD ）A ．A 轮带动B 轮沿逆时针方向旋转 B ．B 轮带动A 轮沿逆时针方向旋转C ．C 轮带动D 轮沿顺时针方向旋转D ．D 轮带动C 轮沿顺时针方向旋转．3．如图3.1-7所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦 不计，物体G ＝1N ，则弹簧测力计AB 的示数分别( D ) A ．1N ，0 B ．0，1NB ．2N ，1N D ．1N ，1N4．一铁块m 被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图3.1-8所示，下列哪一说法是错误的（ D ） A ．铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板 B ．铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——互相吸引的磁力和互相推 斥的弹力C ．磁力和弹力是互相平衡的力D ．磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动5．两本书A 、B 逐页交叉叠放在一起，放在光滑水平桌面上，设纸的质量为5克，两本书均为200页，纸与纸之间的动摩擦因数为0.3，A 固定不动，用水平力把 B 抽出来，求水平力F 的最小值。
6．用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长。
17世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律。
这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。
现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m ，横截面积为0.8cm 2，设计要求它受到拉力后伸长不超过原长为1/1000。
由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：长度 伸 拉力 长 截面积250N 500N 750N1000N 1m 0.05cm 20.04cm 0.08cm 0.12cm 0.16cm 2m 0.05cm 2 0.08cm 0.16cm 0.24cm 0.32cm 1m0.10cm2 0.02cm0.04cm0.06cm0.08cm积成____比。
(2)上述金属细杆承受的最大拉力为___________N 。
7.建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆其角度是不变的。
若测出其圆锥底的周长为12．5m ，高为1．5m ，如图所示。
图3.1-7 图3.1-8 图3.1-6（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。
（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？ 解析:（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力的作用而静止，则sin cos f mg F mg θμθ== 所以2tan 0.75h h R lπμθ===≈，37θ=︒（θ称为摩擦角） （2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥状，由于体积不变，θ不变，要使占场地面积最小，则取R x 为最小，所以有x x h R μ=，根据体积公式，该堆黄沙的体积为231134V R h R ππ==，因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故318xV R π=，解得 32x R R =，占地面积至少为212x x S R π==324πm 2≈9．97m 2弹力（F/N ） 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 弹簧原来长度（L 0/cm ） 15 15 15 15 15 弹簧后来长度（L/cm ） 16．2 17．3 18．5 19．6 20．8 弹簧伸长量（x/cm ）的空格②在图的坐标上作出F-x 图线。
③写出曲线的函数表达式。
（x 用cm 作单位）： ④函数表达式中常数的物理意义：弹力（F/N ） 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 弹簧伸长量（x/cm ）1．22．33．54．65．8曲线的函数式。
（x用cm作单位）。
F = 0．43x函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长或压缩0．01m（1cm）所需的拉力，大小为0．43N。
3.2 力的合成与分解知识梳理 一．力的合成1．合力：一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，这个力为那几个力的合力。
2．力的合成：遵循平行四边形定则，合力大小F =θcos 2212221F F F F ++，方向与F 2夹角α，tan α =θθcos sin 121F F F +(如图3.2-1)。
二．力的分解1．分力：一个力可以同时有几个作用效果，即一个力可以等效为几 个力，那几个力为分力。
2．力的分解：也遵循平行四边形法则。
一个力可以分解为无数对分力，通常按照力产生的．．．．效果．．进行分解。
在解决实际问题，一般用正交分解的方法。
注意：①力合成的平行四边形可以转化为三角形(如图3.2-2所示)，有时解决问题比较方便；②合力、分力并不是客观存在的力。
典型例题例1如图所示是拔桩架示意图．绳CE 水平，CA 竖直，已知右绳DE 与水平方向成α角；绳BC 与竖直方向成β角．若在E 点施加竖直向下的大小为F 的拉力作用，求CA 绳向上拔桩的力的大小．解：将F 分解为沿DE 方向的分力F 1和沿CE 方向的分力F 2，如图a 所示．再将CE 的拉力F 2分解为沿BC 、AC 方向的分力F 4、F 3，如图b 所示．由几何关系得到：F 2 = F cot α，F 3 = F 2cot β，所以F 3 = F cot αcot β．这就是CA 拔桩的拉力大小．例2如图1所示，用细线AO 、BO 悬挂重物，BO 是水平的，AO 与竖直方向成α角．如果改变BO 长度使β角减小，而保持O 点不动，角α（α < 450）不变，在β角减小到等于α角的过程中，两细线拉力有何变化？解：取O 为研究对象，O 点受细线AO 、BO 的拉力分别为F 1、F 2，挂重力的细线拉力F 3 = mg ．F 1、F 2的合力F 与F 3大小相等方向相反．又因为图3.2-2F 1的方向不变，F 的末端作射线平行于F 2，那么随着β角的减小F 2末端在这条射线上移动，如图2所示，由图可以看出，F 2先减小，后增大，而F 1则逐渐减小．例3 重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。